JP2006017338A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 凝縮器に冷媒が滞留した場合であっても、冷凍サイクル運転を正常に行うことができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】 冷却ファン２９の動作状態では、外気取入口から吸込まれた空気は、凝縮器３４、圧縮機２８を通過するので、それらの放熱を促進することができる。ここで、制御装置は、凝縮器３４内に冷媒が滞留したと判断したときは、外気導入用ダンパ４０を動作する。これにより、補助外気取入口３８から外気が機械室２７に導入されるようになるので、圧縮機２８への送風を維持しながら、凝縮器３４への送風を低減して凝縮器３４内の冷媒を迅速に回収することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷蔵庫本体下部に形成した送風路に凝縮器、送風機及び圧縮機を順に配置し、送風手段の動作状態で上記送風路を通じて上記凝縮器、送風手段及び圧縮機を順に通過する送風を生成する冷蔵庫に関する。

一般的な家庭用冷蔵庫は、断熱壁で囲まれた箱構造の本体を有し、本体内に冷蔵室及び冷凍室を形成してなる。冷却装置として、冷蔵庫下部に圧縮機と凝縮器を設置すると共に冷蔵庫内に蒸発器を設置し、それらを配管で接続して冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いている。
図１２は、冷蔵庫下部を模式的に示す。この図１２において、冷蔵庫下部背面側に設けられた機械室１０１に、圧縮機１０２、冷却ファン１０３などを配置すると共に、冷蔵庫底面に凝縮器１０４を配置する。冷却ファン１０３の回転状態では、空気が冷蔵庫前面下部から吸込まれ、底面部の凝縮器１０４、冷却ファン１０３、圧縮機１０２の順に流れた後、冷蔵庫背面下部から後方に吹出すことにより、凝縮器１０４及び圧縮機１０２の放熱を促進する（特許文献１参照）。
特開平５−２４８７５３号公報

ところで、例えば気温が低い状態では、凝縮器１０４が放熱過剰となり、凝縮器１０４に冷媒が滞留することがあり、このような場合は、冷却ファン１０３を停止したり、圧縮機１０２の回転数を低下したりしなければならず、冷凍サイクル運転に支障を生じる虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、凝縮器に冷媒が滞留した場合であっても、冷凍サイクル運転を正常に行うことができる冷蔵庫を提供することにある。

本発明は、冷蔵庫本体下部に形成した送風路に凝縮器、送風手段及び圧縮機を順に配置し、上記送風手段の動作状態で上記送風路を通じて上記凝縮器、送風手段及び圧縮機を順に通過する送風を生成する冷蔵庫において、前記送風手段の動作状態で前記凝縮器を通過する風量を抑制する風量抑制手段を設け、前記凝縮器に冷媒が滞留したと判断したときは、前記風量抑制手段を動作させる制御手段を設けたものである。

本発明によれば、送風手段の動作状態では、凝縮器及び圧縮機に送風されるので、それらを冷却して放熱を促進することができる。
ところで、例えば冷蔵庫が設置されている室温が低いために凝縮器に冷媒が滞留することがあり、このような場合は、制御手段は、風量抑制手段を動作させる。これにより、風量抑制手段により凝縮器を通過する風量が抑制されるので、凝縮器の放熱が抑制され、凝縮器における冷媒を迅速に回収することができる。

（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１ないし図７を参照して説明する。
図２は、ボトムフリーザタイプの冷蔵庫本体１の構成を概略的に示す断面図である。この図２において、冷蔵庫本体１は、前面が開口した縦長矩形箱状の断熱箱体２内に、上段から順に、冷蔵室３、野菜室４、切替室５、冷凍室６を有して構成されていると共に、各貯蔵室３〜６は、ヒンジ開閉式の冷蔵室扉７、引出式の野菜室扉８、切替室扉９、冷凍室扉１０によりそれぞれ閉鎖されている。尚、図２には図示していないが、切替室５に並んで製氷用冷凍室が設けられており、製氷用冷凍室扉により閉鎖されている。

冷蔵室３及び野菜室４の間は仕切板１１により上下に区画されており、野菜室４内には、野菜室扉８の裏面側に連結された野菜貯蔵容器１２が出し入れ可能に収納されている。
野菜室４と切替室５及び図示しない製氷用冷凍室との間は、断熱箱体２に一体に設けられた断熱仕切壁１３により上下に区画されている。
切替室５及び製氷用冷凍室と冷凍室６との間は断熱仕切壁１４によって上下に区画されていると共に、切替室５と製氷用冷凍室との間も図示しない断熱仕切壁によって左右に区画されており、これにより切替室５は他の室とは空間的及び熱的に独立した形態に構成されている。この切替室５内には、切替室扉９の裏面側に連結された貯蔵容器１５が出し入れ可能に収納されている。

冷凍室６内には、冷凍室扉１０の裏面側に連結された貯蔵容器１６が出し入れ可能に収納されている。
一方、図２に示すように冷蔵庫本体１の背面部には冷凍サイクル装置１７が組込まれている。つまり、野菜室４の背面側部分には、冷蔵室用蒸発器室（以下、Ｒエバ室）１８が形成されており、このＲエバ室１８内には、冷凍サイクル装置１７を構成する冷蔵室用蒸発器（以下、Ｒエバ）１９が設けられていると共に、その上部に位置して可変速駆動可能（例えば１８００〜２４００rpm ）な冷蔵室用送風ファン（以下、Ｒ室ファン）２０が設けられている。このＲ室ファン２０が駆動された状態では、Ｒエバ１９により生成された冷気が、冷蔵室３及び野菜室４に供給された後、再びＲエバ室１８内の下部に戻されるという循環が行われるようになっている。尚、Ｒエバ室１８内には、Ｒエバ用除霜ヒータ２１が設けられている。

また、切替室５及び図示しない製氷用冷凍室並びに冷凍室６の上下に跨がる背面側部分には、冷凍室用蒸発器室（以下、Ｆエバ室）２２が形成されており、このＦエバ室２２内には、冷凍サイクル装置１７を構成する冷凍室用蒸発器（以下、Ｆエバ）２３が設けられていると共に、その上部に位置して可変速駆動可能（例えば１８００〜２４００rpm ）な冷凍室用送風ファン（以下、Ｆ室ファン）２４が設けられている。尚、Ｆエバ２３の下方部には、Ｆエバ用除霜ヒータ２５が設けられている。

ここで、Ｆエバ室２２に設けられたＦ室ファン２４の下流側（冷気の吹出側）は、切替室５につながる冷気流路と、冷凍室６につながる冷気流路とに分岐され、そのうち切替室５につながる冷気流路内には切替室用ダンパ２６が設けられている。
切替室用ダンパ２６が閉塞された状態でＦ室ファン２４が駆動された場合は、Ｆエバ２３により生成された冷気が、冷凍室６及び図示しない製氷用冷凍室に供給された後、再びＦエバ室２２内の下部に戻されるという循環が行われるようになっている。これに対し、切替室用ダンパ２６が開放（或いは一部開放）された状態でＦ室ファン２４が駆動された場合は、冷気が冷凍室６及び製氷用冷凍室へ供給されるのに加えて、切替室５内にも供給された後、再びＦエバ室２２内の下部に戻されるという循環が行われるようになっている。

冷蔵庫本体１の下端部背面部には機械室（送風路に相当）２７が形成されており、この機械室２７内には、冷凍サイクル装置１７を構成する圧縮機２８が設けられていると共に、圧縮機２８及び後述する凝縮器を冷却するための冷却ファン（送風手段に相当）２９が設けられている。この圧縮機２８は、インバータ制御により可変速で駆動（例えばインバータの運転周波数が３０〜７０Ｈｚ）されるようになっており、また、冷却ファン２９も可変速駆動（例えば１８００〜２０００rpm ）されるようになっている。

次に、冷蔵庫本体１下部の構造について説明する。
図３は冷蔵庫本体１下部の横断面を示し、図４は冷蔵庫本体１下部の側断面を示している。これらの図３及び図４において、冷蔵庫本体１下部は、仕切板３０によって正面側のダクト室（送風路に相当）３１と背面側の機械室２７とに仕切られており、それらが連通口３２で連通している。ダクト室３１の前端には外気取入口３３が形成されている。

ダクト室３１内には、凝縮器３４がその前側が低くなる傾斜状態に配設されている。また、ダクト室３１の底面は蒸発皿として機能するようになっている。この蒸発皿は、除霜水等を排出する排水パイプからの水を受け溜め、凝縮器３４からの熱によりこの水を蒸発させるようになっている。
機械室２７は、仕切板３５によって第１の部屋３６と第２の部屋３７とに仕切られており、第１の部屋３６の背面側に補助外気取入口（補助通風口、風量抑制手段に相当）３８が形成されている。仕切板３５には冷却ファン２９が取り付けられており、その羽根２９ａが仕切板３５に形成されたベルマウス３５ａ内に位置している。第２の部屋３７には圧縮機２８が配設されていると共に、その背面側には吐出口３９が形成されている。

ここで、補助外気取入口３８は外気導入用ダンパ（開閉手段に相当）４０により閉鎖されている。この外気導入用ダンパ４０は、例えばモータ或いはソレノイドなどのアクチュエータにより補助外気取入口３８を開放可能となっている。
図５は冷蔵庫本体１の電気的構成を示すブロック図である。この図７において、冷蔵庫本体１には、マイコンを主体として構成される制御装置（制御手段に相当）４１が設けられている。この制御装置４１には、冷蔵室扉７の前面に設けられた操作パネル４２、冷蔵室３に設けられた冷蔵室温度センサ４３、切替室５に設けられた切替室温度センサ４４、冷凍室６に設けられた冷凍室温度センサ４５、外気温センサ４６等からの信号が入力されるようになっており、制御装置４１は、それら入力信号に基づいて、圧縮機２８、各エバ１９，２３への冷媒の流れを切替える切替弁４７、Ｒ室ファン２０、Ｆ室ファン２４、冷却ファン２９、切替室用ダンパ２６、外気導入用ダンパ４０、各除霜ヒータ２１，２５等を通電制御するようになっている。

制御装置４１は、切替弁の切替制御により、冷媒をＲエバに流して主として冷蔵室３及び野菜室４を冷却する冷蔵室冷却態様（通称、Ｒ−Ｆ流し）と、冷媒をＦエバのみに流して冷凍室６（必要に応じて切替室５）を冷却する冷凍室冷却態様（通称、Ｆ流し）とを交互に切替えながら冷却運転を実行するようになっている。
この場合、制御装置４１は、冷蔵室３及び野菜室４、切替室５、冷凍室６の夫々について、設定温度に対して所定幅の温度帯を設定し、各温度センサ４３〜４５の検出温度に基づいて、各室４〜６がその設定温度帯を維持するように、切替弁４７の切替制御や、切替室用ダンパ２６の開閉制御を行ない、さらには、各ファン２０，２４，２９や圧縮機２８の回転数の制御も併せて行なうようになっている。具体的には、冷凍室６（図示しない製氷用冷凍室も）の設定温度帯は、例えば、その上限値（「ＯＮ温度」と称される）が−１８℃とされ、その下限値（「ＯＦＦ温度」と称される）が−２１℃とされる。冷蔵室３及び野菜室４の設定温度帯は、例えば、その上限値（ＯＮ温度）が５℃とされ、その下限値（ＯＦＦ温度）が２℃とされる。

ここで、制御装置４１は、外気温センサ４６の検出温度に基づいて後述するように外気導入用ダンパ４０の開閉制御を行うようになっており、このような外気導入用ダンパ４０に対する制御が本発明の特徴となっている。
次に、上記構成の作用について説明する。
制御装置４１は、冷凍サイクル運転を実行することにより、冷凍室６及び冷蔵室３の温度が設定温度となるように調節する。この冷凍サイクル運転を実行するときは、冷却ファン２９を動作させる。冷却ファン２９が運転されると、外気は、図７に矢印で示すように、外気取入口３３、ダクト室３１内、連通口３２を通って機械室２７の第１の部屋３６内に吸引され、そしてベルマウス３５ａを通って第２の部屋３７へ送り込まれ、吐出口３９から吐出されるようになる。これにより、ダクト室３１及び機械室２７を通過する送風が生成され、凝縮器３４及び圧縮機２８が冷却されるので、凝縮器３４の放熱を促進してガス状冷媒を効率よく液化できると共に、圧縮機２８の温度が過度に高くなってしまうことを防止できる。

ところで、例えば冷蔵庫が設置された室温が低い場合は、冷却ファン２９の送風による凝縮器３４の放熱、ひいては凝縮器３４による液化冷媒の生成が過剰となり、凝縮器３４内に冷媒が滞留してしまって冷凍サイクルの制御が困難となることがある。
そこで、制御装置４１は、次のようにして凝縮器３４内に滞留した冷媒を回収するようにした。

図６は、制御装置４１の動作のうち、本発明に関連した動作を示すフローチャートである。この図６において、制御装置４１は、外気温センサ４６により冷蔵庫が設置された室温を検出し（Ｓ１）、室温が通常よりも低い１５℃未満となったときは（Ｓ２：ＹＥＳ）、凝縮器３４に冷媒が滞留したと判断し、アクチュエータを駆動して補助外気取入口３８を閉鎖している外気導入用ダンパ４０を開放する（Ｓ３）。これにより、図１に示すように補助外気取入口３８が開放され、この補助外気取入口３８を通じても外気が機械室２７に流入するので、凝縮器３４を通過する送風の勢いが弱まり、凝縮器３４の放熱が抑制されるようになる。従って、凝縮器３４の冷媒液化能力が低下するので、冷凍サイクル運転により凝縮器３４内に滞留した冷媒を回収することにより凝縮器３４内の冷媒の滞留を迅速に解消することができる。

このような実施例によれば、制御装置４１は、冷蔵庫が設置された室温が低下して凝縮器３４に冷媒が滞留したと判断したときは、外気導入用ダンパ４０により補助外気取入口３８を開放することにより凝縮器３４を通過する送風量を抑制するようにしたので、凝縮器３４での冷媒の凝縮が抑制されるようになる。従って、凝縮器３４の状態にかかわらず凝縮器３４への送風が継続される構成のものと違って、凝縮器３４内での冷媒の滞留を迅速に解消することができ、冷凍サイクル運転に支障が生じてしまうことを防止できる。

また、このように優れた効果を奏する構成は、補助外気取入口３８に外気導入用ダンパ４０を設け、凝縮器３４に冷媒が滞留したと判断した場合に、外気導入用ダンパ４０を動作させるだけで実施できるので、容易に実施することができる。

（第２実施例）
以下、本発明の第２実施例を図８及び図９を参照して説明するに、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この第２実施例は、外気導入用ダンパを制御することなく動作可能としたことを特徴とする。
冷蔵庫本体１下部を模式的に示す図８において、補助外気取入口３８を閉鎖している外気導入用ダンパ５１は、内部の圧力が外部の圧力よりも高くなったときは、その圧力差により開放位置に移動して補助外気取入口３８を開放するようになっている。
制御装置４１は、凝縮器３４内に冷媒が滞留していると判断したときは、冷却ファン２９を逆回転する。これにより、吐出口３９から圧縮機２８及び凝縮器３４を通じて流れる送風が生成されるので、圧縮機２８及び凝縮器３４を冷却することができる。

ここで、機械室２７において第１の部屋３６の圧力が外部よりも高くなり、図９に示すように外気導入用ダンパ５１が空気に押されて開放位置に移動するので、補助外気取入口３８が開放される。これにより、補助外気取入口３８を通じて機械室２７内の空気が外部に流出するようになるので、機械室２７から凝縮器３４への送風量を減少することができ、その分、凝縮器３４に対する冷却を抑制することができる。

このような実施例によれば、制御装置４１は、凝縮器３４内に冷媒が滞留したと判断した場合は、冷却ファン２９を逆回転して外気導入用ダンパ５１を自動的に開放位置に移動させることにより機械室２７の補助外気取入口３８を開放するようにしたので、第１実施例のように外気導入用ダンパの開閉を制御する構成に比較して、簡単な構成で実施することができる。

（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例について図１０及び図１１を参照して説明する。この第３実施例は、制御装置４１が凝縮器３４内に冷媒が滞留していると判断した場合は、凝縮器３４への送風を完全に停止することを特徴とする。
機械室２７を模式的に示す図１０において、ダクト室３１と機械室２７とを連結する連通口３２は連通口閉鎖用ダンパ（補助開閉手段に相当）５２により閉鎖されている。この連通口閉鎖用ダンパ５２は、機械室２７の圧力がダクト室３１よりも低下すると、開放位置に移動して連通口３２を開放する。

冷却ファン２９の回転状態では、機械室２７の第１の部屋３６の圧力はダクト室３１よりも低下しており、連通口閉鎖用ダンパ５２が開放位置に移動しているので、第１実施例と同様に、凝縮器３４及び圧縮機２８を通過する送風が生成され、凝縮器３４及び圧縮機２８を冷却することができる。
さて、制御装置４１が凝縮器３４内に冷媒が滞留したと判断して冷却ファン２９を逆回転した場合は、機械室２７の第１の部屋３６の圧力がダクト室３１よりも高くなり、図１１に示すように連通口閉鎖用ダンパ５２が閉鎖位置に移動するので、凝縮器３４への送風を停止することができ、凝縮器３４の冷却を完全に停止することができる。

このような実施例によれば、制御装置４１は、凝縮器３４に冷媒が滞留したと判断したときは、冷却ファン２９を逆回転することにより、連通口閉鎖用ダンパ５２を開放位置に移動させる一方で、連通口閉鎖用ダンパ５２を閉鎖位置に移動するようにしたので、圧縮機２８を冷却しながら凝縮器３４への送風を完全に停止することができ、凝縮器３４から冷媒を一層迅速に回収することができる。

本発明は、上記実施例に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
凝縮器３４内に冷媒が滞留したことを検出する手段としては、凝縮器３４内の冷媒量を直接的に検出したり、出入口温度差に基づいて判断したりするようにしてもよい。
凝縮器３４への送風を減少する際に、ダクト室３１の外気取入口３３を閉鎖するようにしてもよい。

本発明の第１実施例における冷蔵庫本体下部を模式的に示す横断面図 冷蔵庫の縦断側面図 冷蔵庫下部の横断面図 冷蔵庫下部の縦断側面図 冷蔵庫の電気的構成を示すブロック図 制御装置の動作を示すフローチャート 外気導入用ダンパによる補助外気取入口の閉鎖状態で示す図１相当図 本発明の第２実施例を示す図１相当図 図７相当図 本発明の第３実施例を示す図１相当図 図７相当図 従来例を示す図１相当図

符号の説明

図面中、１は冷蔵庫本体、２７は機械室（送風路）、２８は圧縮機、２９は冷却ファン（送風手段）、３１はダクト室（送風路）、３４は凝縮器、３８は補助外気取入口（補助通風口、風量抑制手段）、４０は外気導入用ダクト（開閉手段、風量抑制手段）、４１は制御装置（制御手段）、５１は外気導入用ダンパ、５２は連通口閉鎖用ダンパ（補助開閉手段）である。

Claims (5)

1. 冷蔵庫本体下部に形成した送風路に凝縮器、送風手段及び圧縮機を順に配置し、上記送風手段の動作状態で上記送風路を通じて上記凝縮器、送風手段及び圧縮機を順に通過する送風を生成する冷蔵庫において、
   前記送風手段の動作状態で前記凝縮器を通過する風量を抑制する風量抑制手段と、
   前記凝縮器に冷媒が滞留したと判断したときは、前記風量抑制手段を動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記風量抑制手段は、
   前記凝縮器と前記送風手段との間に設けられ、前記送風路と外部とを連通する補助通風口と、
   この補助通風口を開閉する開閉手段とを備え、
   前記制御手段は、前記風量抑制手段を動作させる場合は、前記開閉手段により前記補助通風口を開放することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 前記風量抑制手段は、
   前記凝縮器と前記送風手段との間に設けられ、前記送風路と外部とを連通する補助通風口と、
   この補助通風口における前記送風路側の圧力が外部よりも高くなった場合は、前記通風口を開放する開閉手段とを備え、
   前記制御手段は、前記風量抑制手段を動作させる場合は、前記送風手段による送風方向を反転させることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
4. 前記風量抑制手段は、
   動作状態で前記送風路において前記凝縮器と前記送風手段との間を閉鎖する補助開閉手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の冷蔵庫。
5. 前記開閉手段は、ダンパであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の冷蔵庫。
   
   

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